水力工程蚁穴里的“水利工程师”

发布日期:2019-10-11 04:16
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  动作科研职员,正在野表挖泥土坡面、搜罗雨水之余,看看虫豸拟态、逗逗幼蚂蚁、追追颜色酷炫的鸟和蜥蜴不单是一种有趣,说大概还能获得切磋的好素材。

  云南省勐腊县西双版纳热带植物园里有咱们的试验样地,通往那里的途边有少少蚁穴,是云南土白蚁(Odontotermesyunnanensis)的家,呈尖顶的山丘状,占地约4平方米,高约1.6米。正在西双版纳,明明的干湿季瓜代明显地影响着蚁穴表的水分景遇。白蚁是怎样应对的呢?为了答复这个题目,咱们对蚁穴举办了切磋。

  白蚁是等翅目白蚁科虫豸的统称,目前已知约3 000种,遍布除南极洲表的六大洲。白蚁是喜温动物,越亲近赤道,白蚁的品种越多,密度也越大,其筑造的魁伟蚁穴普通正在热带区域别布较广。

  咱们挖开蚁穴后,禀赋畏光的工蚁受到惊吓,一簇一簇、慌不择途地顺着通道和地面处处奔突,转眼间就消亡得无影无踪了。兵蚁则不相同,它们翘着屁股耀武扬威,相同正在说“从速走开,不要惹我,这是我的领地”。有些兵蚁还紧紧咬住咱们的裤脚或手不放。但这都是当前的,不已而,兵蚁也都顺着通道往地下深处逃跑了。

  白蚁筑巢时,会把蚁穴底部的土壤挖出来,运到顶部,像搭积木相同,从下到上、从里向表堆集。蚁穴的内部布局相称繁杂,像一座迷宫,既有像高速公途普通的大道,大道之间再有纵横交错的浅壑,犹如都市里密布的街巷。蚁穴是以白蚁的唾液和泥土黏粒、沙子等团结筑造的,沟壑的墙壁滑腻得相同打过蜡相同。咱们剖判,通道润滑的四壁能够是白蚁使劲压实而成,如中国古代秦国的直道;也能够是白蚁将泥土细粒和唾液一道搀杂、抹平,像泥瓦匠刮腻子那样。

  蚁穴可能分成4个苛重局部:安稳的表墙、犬牙交错的通道、接种真菌的廊道(菌圃)和孵卵室。蚁后就正在孵卵室里寓居和专司产卵(白蚁与线期《真假鸡枞》一文)。

  切磋表白,蚁穴内部能维护适宜的温度,如印度一种土白蚁(O.obesus)的蚁穴内部温度终年维护正在29℃支配,整年转折幅度不突出4℃,情况安逸,以致于许多甲虫、蝇类和蚂蚁等都思尽手段挤进蚁穴里去享福舒坦日子。那么,蚁穴里能否维护较为恒定的湿度呢?

  西双版纳地处热带北部边际,北有哀牢山和无量山为屏蔽,妨害南下的寒流;南面东西两侧亲近印度洋和孟加拉湾,夏令受印度洋西南季风和安谧洋东南气流的影响,造成了高温多雨、干湿季昭彰的天色特征,于是西双版纳无四序之分,唯有干湿季之别:干季从11月到次年4月,湿季从5月到10月。这里的年降雨量达1500毫米,个中约85%发作正在湿季;而正在干季,有时不断几个月滴雨不下。

  那么,湿季的蚁穴里是否湿漉漉的——“床头屋漏无干处,雨脚如麻未屏绝”,到了干季则“赤日炎炎似火烧,野田禾稻半枯焦”呢?

  咱们诀别正在湿季的7月、干湿季过渡期的12月以及干季的3月丈量了云南土白蚁蚁穴和被弃蚁穴内部的泥土含水量,结果显示:前者的转折边界为24%~26%,后者的转折边界为25%~31%,分别明明。咱们也丈量了比照组中天然泥土的含水量,发觉其转折更激烈,转折幅度到达21%~34%。

  可见,虽然表界水文情况转折激烈,蚁穴内部仍能仍旧宁静的湿度。只是,一朝被摒弃,蚁穴的水分状况也会发作较为激烈地转折。

  第一是选址。咱们发觉,蚁穴选址相称讲求,普通会采选光照较为适中且有必定坡度的山地震作地基,很少采选幽暗湿润的平地。白蚁喜暖喜潮湿。较充沛的阳光可能维护蚁穴内适宜的温度,有利于培养真菌;坡地可能敏捷排出水分,避免因地面大批积水不行实时排走而激发涝灾。

  第二是山丘状的表形。蚁穴的表形很像雨伞和屋顶,能有用沟通水流,下雨时,雨水可能顺着尖顶蚁穴的表观敏捷流入边际的泥土里。而那些被摒弃的白蚁巢,因为长年光的天然腐蚀,顶部趋于扁平,对雨水的沟通效果大打扣头。

  第三是厚实的表壁。蚁穴的表壁更加厚实,从顶部到迩来的内部大通道有40~50厘米的厚度,防雨功效很好,对待普通的细雨绰绰足够。咱们发觉,蚁穴较为润滑的表层再有必定的疏水性,大局部雨水不行渗透,但墙壁内部泥土的吸水性较好,附着正在巢穴表层的水分会被逐步地罗致。

  湿季的西双版纳,有时一场暴雨的降水量可达150毫米,这对普通的动物巢穴来说往往是灾难性的。蚁穴能否应付暴雨的侵袭呢?

  正在12月的干季初期,蚁穴不干不湿。咱们采用染料示踪渗出法来监测蚁穴对水分的调剂影响,结果发觉,亮蓝染料从蚁穴顶部入渗的流程可能分成3个阶段:第一阶段相称慢慢,约400分钟才入渗8厘米厚的“墙皮”;第二阶段入渗速度霎时变速,仅20分钟就入渗30厘米,染料正在蚁穴里敏捷下渗;第三阶段入渗再次减缓并趋于宁静,耗时约200分钟,染料最终渗出了悉数蚁穴。

  比拟之下,被弃蚁穴中染料的入渗全流程仅需约30分钟;比照组天然坡地的染料入渗流程耗时60分钟。试验结果阐发:蚁穴的表墙密度大、孔隙度幼,可能有用减缓水分入渗,阐述了最紧要的阻水影响。

  第四是蚁穴内七通八达的通道阐述了“排水体例”的影响。因为湿季充裕的降雨,蚁穴安稳的表墙源委长年光的浸泡后变得较为亏弱,有时还会开裂,正在虹吸影响的影响下,雨水能够会敏捷涌入蚁穴内部。

  此时,一局部通道就会起到“排水体例”的影响,敏捷向下和向角落排水,这是试验第二阶段染料入渗速度霎时加快的情由。其次,润滑的通道四壁有精良的斥水性,源委的水流不会对蚁穴布局出现很大影响。

  第五是白蚁的修复或重塑。当洪水仍正在蚁穴里虐待的工夫,努力的工蚁仍然开首修复了。它们从蚁穴底部搬运泥土颗粒,以唾液为黏合剂,修复破损地带,水力工程普通仅需约20分钟就可能完结,这是试验第三阶段染料入渗从新变缓的情由。

  因为没有白蚁的修复,被弃蚁穴的入渗速度乃至比天然坡地还要速。白蚁还会重塑通道,以充实排水,避免洪水正在蚁穴内变成较大的耗损。雨过天晴后,工蚁会加班加点地修复蚁穴表墙,做好应对下一场狂风雨的打算。

  西双版纳正在干季降水极少,有时不断几个月滴雨不下,这对喜潮湿、表皮柔弱、持水才略差的白蚁来说是致命的阻滞。那么,白蚁是若何维护蚁穴内部含水量的呢?

  最初是节省。正在干季,蚁穴的水分输出形态苛重是墙壁闲暇和进出口的气流交流等蒸发流程。固然目前咱们还不行量化蚁穴的水分蒸发状况,但可能信任的是:厚实精密的表墙除了可能遏造雨水进入以表,正在节减水分别失方面也阐述了紧要影响。另表,水分蒸发速度与气体交流速率、温度、蚁穴布局等成分息息联系,白蚁通过调剂洞口巨细、菌圃的数目(菌圃的热量可能饱动透风换气)等也能有用节减水分别失。

  其次是开源。正在干季险些没有来自表界情况的水分添补,内部的水分还平昔连续地蒸发,这工夫就必要白蚁从地下水源主动运输水分来填充蚁穴内的含水量了。切磋发觉,几种与真菌共生的呈现蚁勾当边界可达100米,并能深化地下70米处,工蚁能用唇腺积聚和运输液态水到蚁穴内,筑穴质料也有吸水保湿影响,白蚁群新陈代谢流程中出现的代谢水正在必定水准上可能帮帮维护蚁穴内的湿度。

  社会性虫豸,加倍是白蚁,能筑造令人叹为观止的巢穴,为我方供给适宜的生计情况来繁育后世和规避捕食者,并能与表部情况举办能量和气体交流。

  蚁穴的布局及白蚁的勾当明显影响了蚁穴表里水分的时空分散,水的滚动特色、水分入渗和运移状况以及蚁穴内部的含水量,看待维护蚁穴布局的完善性和维护适宜的幼情况相闭键影响。

  蚁穴布局和水分滚动示妄图:山丘状表形有用沟通水流;厚实的表墙减缓水分入渗;通道阐述“排水体例”的影响;白蚁修复或重塑蚁穴破绽;白蚁主动运输水分

  当然,闭于蚁穴再有很多待解之谜,比如:白蚁是怎样举办个人计划的?一个牢靠的蚁穴是怎样筑成的?社会性虫豸的团体计划机造是怎样影响个人举动的?许很多多兴趣的题目守候咱们解答。

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